化工原理〔上〕各章主要学问点
绪论
三个传递：动量传递、热量传递和质量传递
三大守恒定律：质量守恒定律——物料衡算；能量守恒定律——能量衡算；动量守恒定律——动量衡算
第一章流淌流体
第一节流体静止的根本方程
一、密度
气体密度：??m?pM
V RT
1
液体均相混合物密度：?
m
??1
a1
a
??2
a2
a
????n
an
a
〔? —混合液体的密度，a
m
—各组分质量分数，?
n
—各组
分密度〕
气体混合物密度：?
??????
?????〔?
—混合气体的密度，?—各组分体积分数〕
m 1 1 2 2
n n m
压力或温度转变时，密度随之转变很小的流体成为不行压缩流体〔液体〕；假设有显著的转变则称为可压缩流体〔气体〕。
二、.压力表示方法
1、常见压力单位及其换算关系：
1atm?101300Pa?101.3kPa?0.1013MPa?10.33mH
O?760mmHg
2
2、压力的两种基准表示：绝压〔以确定真空为基准〕、表压〔真空度〕〔以当地大气压为基准，由压力表或真空表测出〕
表压=绝压—当地大气压 真空度=当地大气压—绝压
三、流体静力学方程
1、静止流体内部任一点的压力，称为该点的经压力，其特点为：
从各方向作用于某点上的静压力相等；
静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面；
在重力场中，同一水平面面上各点的静压力相等，高度不同的水平面的经压力岁位置的凹凸而变化。
2、流体静力学方程〔适用于重力场中静止的、连续的不行压缩流体〕
p ?p
p2 1
p
?g(z
1
z)
2
1p ? 2?(z?z
1
?g ?g 1 2
p ?z
?g
〔容器内盛液体，上部与大气相通，p/?g—静压头，“头”—液位高度，z
p
或位头〕
p—位压头
上式说明：静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关，所在位置与低则压力愈大。
四、流体静力学方程的应用
1、U形管压差计
指示液要与被测流体不互溶，且其密度比被测流体的大。
测量液体：p?p
1 2
?(?
0
??)gR??g(z
2
z)
1
测量气体：p
p ??gR
12 0
1
2、双液体U形管压差计 p?p
1 2
?(?
2
?)gR
1
其次节流体流淌的根本方程
一、根本概念
1、体积流量〔流量V
s
〕：流体单位时间内流过管路任意流量截面〔管路横截面〕的体积。单位为m3?s?1
2、质量流量〔m
s
〕：单位时间内流过任意流通截面积的质量。单位为kg?s?1
17-2-化工原理〔上〕
m ??V
Vs s
V
流速u? s
质量流速G?ms
G??u
A A
3、黏性：流体所具有的一种拽流体相对运动的性质。
气体的黏性力或内摩擦力产生的缘由是速度不等的流体层之间动量传递的结果。
液体黏性力主要由分之间的吸引力所产生。
4、牛顿黏性定律：两相邻流体层之间单位面积上的内摩擦力?〔内摩擦应力或剪应力〕与两流体层间的速度梯度
d?/dy
成正比，即
????d?
dy
〔?,?
——方向一样时取正号，否则取负号〕
听从今定律的流体称为牛顿型流体。
4、黏度?的单位为Pa·s 常见流体用mPa·s
流体的黏度随温度而变，温度上升，气体的黏度增大，液体的黏度减小。缘由：温度上升时，气体分子运动的平均速度增大，两相邻气体层间分子交换的速度加快，因而内摩擦力和黏度随之减小。对于液体，温度上升时，液体体积膨胀，分之间距离增大，吸引力快速减小，因而黏度随之下降。
流体的黏度一般不随压力而变化。
二、质量衡算——连续性方程
设流体在管路中做连续稳定流淌，从截面1-1流入，从截面2-2流出，则
m ?m
s1 s2
?uA
11 1
??uA
22 2
对于不行压缩流体，?
1
???常数，则uA
2 1 1
?uA
2 2
112 2对于圆管，A??d2/4，d为直径，则ud2?u
11
2 2
假设管路有分支，则m
s
?m ?m
s1 s2
三、机械能衡算方程
1、抱负流体是指没有黏性的流体，即黏度?
?0的流体。
2、内能〔U〕，位能〔gz〕，动能〔u2/2〕，压力能〔p/?〕，热量〔q
e
供给应流体外功是为正，流体向外界做功时为负〕
，吸热为正，放热为负〕，外功〔w
e
，外界
u2 p u2 p
3、可压缩抱负流体机械能衡算关系：